一种减少过桥汽封漏汽量的结构
阅读说明：本技术 一种减少过桥汽封漏汽量的结构 (Structure for reducing steam leakage of gap bridge steam seal ) 是由 薛军 张晓东 谢明江 罗方 张仲颖 郭寿斌 赵敏 田志强 马洪林 房媛 张凌翔 于 2021-03-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及旋转机械汽封结构,具体涉及一种减少过桥汽封漏汽量的结构,包括转子和静子,转子与静子之间设置有汽封间隙,在汽封间隙内设置有轴流旋转汽封结构,轴流旋转汽封结构包括设置在转子上的若干轴流式汽封齿,轴流式汽封齿在转子上沿圆周设置,且轴流式汽封齿在转子的轴向、径向和周向方向上均为变截面结构；静子上设置有与轴流式汽封齿配合的导叶齿。本发明通过轴流旋转汽封结构对漏汽进行导流以形成高压涡旋阻挡漏汽倾泻至低压侧,轴流式汽封齿随转子转动,对汽封间隙内的漏汽不断周期性挤压,从而形成高压的涡旋和汽幕,阻挡漏汽外泄。这种结构实现容易,成本低廉,解决了过桥汽封漏汽量大的问题。(The invention relates to a rotary mechanical steam seal structure, in particular to a structure for reducing steam leakage of a gap bridge steam seal, which comprises a rotor and a stator, wherein a steam seal gap is arranged between the rotor and the stator, an axial flow rotary steam seal structure is arranged in the steam seal gap, the axial flow rotary steam seal structure comprises a plurality of axial flow steam seal teeth arranged on the rotor, the axial flow steam seal teeth are arranged on the rotor along the circumference, and the axial flow steam seal teeth are of variable cross-section structures in the axial direction, the radial direction and the circumferential direction of the rotor; the stator is provided with guide vane teeth matched with the axial-flow type steam seal teeth. The axial-flow type rotary steam seal structure guides the leaked steam to form high-pressure vortex to prevent the leaked steam from pouring to the low-pressure side, and the axial-flow type steam seal teeth rotate along with the rotor to continuously and periodically extrude the leaked steam in the steam seal gap, so that high-pressure vortex and a steam curtain are formed to prevent the leaked steam from leaking. The structure is easy to realize, the cost is low, and the problem of large steam leakage of the bridge steam seal is solved.)
技术领域
本发明涉及旋转机械汽封技术领域，具体涉及一种减少过桥汽封漏汽量的结构。
背景技术
合缸汽轮机或者其他旋转机械结构紧凑，布置简单，可有效缩短机组总长度。然而，合缸结构存在较高压进汽端向较低压进汽端漏汽的问题，就是常说的过桥汽封漏汽问题，高品质的高压蒸汽未经过高压通流部分做功，直接漏入较低压通流，降低了机组效率。
对于现有的过桥汽封结构，减少泄漏量最直接的方法是增加汽封齿数和减小汽封间隙。但在实际工程中，受空间、结构限制，二者的优化都是很有限的，所以在有限的轴向空间里不通过增加轴向距离就能减小过桥汽封漏汽量是目前急需解决的问题。
因此，现有技术中过桥汽封结构存在改进的空间，需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术中存在的技术问题。
发明内容
为了克服上述内容中提到的现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种减少过桥汽封漏汽量的结构，旨在利用专利旋转过程中产生的风压限制泄漏蒸汽的流动，从而提高过桥汽封的密封能力，防止较高压段蒸汽向较低压段泄漏，从而提高机组效率。
为了实现上述目的，本发明具体采用的猜测方法的技术方案是：
一种减少过桥汽封漏汽量的结构，包括转子和静子，所述的转子与静子之间设置有汽封间隙，在汽封间隙内设置有外侧汽封结构；外侧汽封结构的内侧还设置有轴流旋转汽封结构，所述的轴流旋转汽封结构包括设置在转子上的若干轴流式汽封齿，轴流式汽封齿在转子上沿圆周设置，且轴流式汽封齿在转子的轴向、径向和周向方向上均为变截面结构；所述的静子上设置有与轴流式汽封齿配合的导叶齿。
上述公开的减少过桥汽封漏汽量的结构，通过在汽封间隙内设置轴流旋转汽封结构，使得转子在转动的过程中，轴流式汽封齿对漏汽进行连续的挤压，在轴流旋转汽封结构处形成涡旋，进而阻止内部的漏汽直接进入外侧，从而减少了漏汽量。
进一步的，轴流式汽封齿在径向上的变截面结构可采用多种方式实现，此处举出一种具体可行的方案：所述的轴流式汽封齿接近转子旋转中心的一侧为内凹的曲面，且静子侧设置的导叶齿与曲面之间形成流道。这样设置的意义在于，当转子转动时，轴流式汽封齿与导叶齿之间的漏汽被周期性、高频次的快速挤压，使漏汽在流道内产生转向，最终形成涡旋，在涡旋的压力下能够阻止漏汽外泄。
进一步的，轴流式汽封齿在轴向上的变截面结构可采用多种方式实现，此处举出一种具体可行的方案：所述的轴流式汽封齿的齿顶包括一段上升坡面和一段下降坡面，上升坡面与下降坡面顺滑连接。这样设置的好处是，当转子转动时，轴流式汽封齿与静子之间的漏汽被周期性快速挤压，在轴向和径向上形成高压汽幕，内侧的漏汽不易向轴流式汽封齿外泄漏。
再进一步的，对上升坡面与下降坡面的设置进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的上升坡面有坡底到坡顶的坡角逐渐减小，且上升坡面的坡角小于同一水平的下降坡面的坡角。
进一步的，对轴流式汽封齿在周向上的变截面结构进行优化，此处举出如下具体可行的方案：所述的轴流式汽封齿在转子的平面上沿圆周连续设置，轴流式汽封齿沿圆周的走向设置成圆弧状。这样设置时，轴流式汽封齿沿转子转动，对过桥漏汽形成挤压，在内侧汽封结构处形成规则的高压汽幕。
进一步的，在所述的汽封间隙内设置有汽封圈，所述的导叶齿设置在汽封圈上。汽封圈设置成圆环形，并相对静子固定。
再进一步，为了更好的连接汽封圈，此处举出如下可行的方案：所述的静子上设置有连接槽，连接槽内设置有汽封弹性件，汽封圈卡接在连接槽处并压缩汽封弹性件。
进一步的，外侧汽封结构位于轴流旋转汽封结构的外侧，且外侧汽封结构并不唯一确定，此处举出如下具体可行的方案：所述的外侧汽封结构包括若干层沿圆周设置的外侧汽封齿。
进一步的，为更好的进行汽封，对转子的结构进行优化以配合外侧汽封结构：所述的转子上设置有齿槽结构，齿顶和槽底均分别与外侧汽封齿对正。
进一步的，结合转子上的齿槽结构，对外侧汽封齿进行优化，举出如下可行的方案：所述的外侧汽封齿包括长齿和短齿，长齿与槽底对正配合，短齿与齿顶对正配合。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
本发明通过在汽封间隙内设置轴流旋转汽封结构，对漏汽进行导流以形成高压涡旋阻挡漏汽倾泻至外部，具体是设置了在轴向、径向和周向上均为变截面的轴流式汽封齿，轴流式汽封齿随转子转动，对汽封间隙内的漏汽不断周期性、高频次挤压，从而形成高压的涡旋和汽幕，阻挡漏汽外泄。这种结构实现容易，成本低廉，解决了过桥汽封漏汽量大的问题，进而减少常规汽封齿的数量，同时可缩短机组长度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1为本发明公开结构的示意图。
图2为转子处设置轴流式汽封齿的整体结构示意图。
图3为转子处设置轴流式汽封齿的另一视角的整体结构示意图。
图4为转子处设置轴流式汽封齿的侧视图。
图5为轴流式汽封齿上升坡面与下降坡面的结构示意图。
上述附图中，各标号的含义为：1、静子；2、汽封圈；3、导叶齿；4、转子；5、轴流式汽封齿；501、上升坡面；502、下降坡面；6、外侧汽封齿；7、汽封弹性件。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
实施例
本实施例针对现有的轴向过桥汽封漏汽量大的现象，提出了一种改进的减少漏汽的结构，在不改变汽封间隙的前提下，很好的缓解了过桥汽封的漏汽情况，同时可减少汽封齿设置数量，减少过桥汽封结构长度，进而缩短机组长度。
具体的，本实施例采用的技术方案如下：
如图1所示，一种减少过桥汽封漏汽量的结构，包括转子4和静子1，所述的转子4与静子1之间设置有汽封间隙，在汽封间隙内设置有外侧汽封结构；外侧汽封结构的内侧还设置有轴流旋转汽封结构，所述的轴流旋转汽封结构包括设置在转子4上的若干轴流式汽封齿5，轴流式汽封齿5在转子4上沿圆周设置，且轴流式汽封齿5在转子4的轴向、径向和周向方向上均为变截面结构；所述的静子1上设置有与轴流式汽封齿5配合的导叶齿3。
上述公开的减少过桥汽封漏汽量的结构，通过在汽封间隙内设置轴流旋转汽封结构，使得转子4在转动的过程中，轴流式汽封齿5对漏汽进行连续的挤压，在轴流旋转汽封结构处形成涡旋，进而阻止内部的漏汽直接进入外侧，从而减少了漏汽量。
轴流式汽封齿5在径向上的变截面结构可采用多种方式实现，此处举出一种具体可行的方案：如图1所示，所述的轴流式汽封齿5接近转子4旋转中心的一侧为内凹的曲面，且静子1侧设置的导叶齿3与曲面之间形成流道。这样设置的意义在于，当转子4转动时，轴流式汽封齿5与导叶齿3之间的漏汽被周期性、高频次挤压，使漏汽在流道内产生冲撞，最终形成涡旋，在涡旋的压力下能够阻止漏汽外泄。
优选的，所述流道从转子4的平面向上延伸，并在接近流道上端口的位置设置有回旋面，漏汽沿流道流动，从转子4的平面向上流动至回旋面时，在回旋面处形成涡旋。
轴流式汽封齿5在轴向上的变截面结构可采用多种方式实现，此处举出一种具体可行的方案：如图2、图3、图4和图5所示，所述的轴流式汽封齿5的齿顶包括一段上升坡面501和一段下降坡面502，上升坡面501与下降坡面502顺滑连接。这样设置的好处是，当转子4转动时，轴流式汽封齿5与静子1之间的漏汽被周期性快速挤压，在轴向上形成高压汽幕，内侧的漏汽不易向轴流式汽封齿5外泄漏。
对上升坡面501与下降坡面502的设置进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的上升坡面501有坡底到坡顶的坡角逐渐减小，且上升坡面501的坡角小于同一水平的下降坡面502的坡角。
本实施例中，在转子4转动时，轴流式汽封齿5随转子4转动，上升坡面501为迎流面并对漏汽进行挤压，使轴流式汽封齿5处形成高压，漏汽无法从轴流式汽封齿5处泄出。
对轴流式汽封齿5在周向上的变截面结构进行优化，此处举出如下具体可行的方案：所述的轴流式汽封齿5在转子4的平面上沿圆周连续设置，轴流式汽封齿5沿圆周的走向设置成圆弧状。这样设置时，轴流式汽封齿5沿转子4转动，能够更容易破开空气阻力，在内侧汽封结构处形成规则的高压汽幕。
优选的，在所述的汽封间隙内设置有汽封圈2，所述的导叶齿3设置在汽封圈2上。汽封圈2设置成圆环形，并相对静子1固定。
为了更好的连接汽封圈2，此处举出如下可行的方案：所述的静子1上设置有连接槽，连接槽内设置有汽封弹性件7，汽封圈2卡接在连接槽处并压缩汽封弹性件7。
优选的，汽封弹性件7采用弹簧，在静子1上沿圆周设置若干处连接槽，每处连接槽内均设置弹簧。
外侧汽封结构位于轴流旋转汽封结构的外侧，且外侧汽封结构并不唯一确定，此处举出如下具体可行的方案：所述的外侧汽封结构包括若干层沿圆周设置的外侧汽封齿6，外侧汽封齿6在汽封结构内由静子1侧向转子4侧延伸。
为更好的进行汽封，对转子4的结构进行优化以配合外侧汽封结构：所述的转子4上设置有齿槽结构，齿顶和槽底均分别与外侧汽封齿6对正。
结合转子4上的齿槽结构，对外侧汽封齿6进行优化，举出如下可行的方案：所述的外侧汽封齿6包括长齿和短齿，长齿与槽底对正配合，短齿与齿顶对正配合。
优选的，本实施例中的齿槽结构采用城墙齿结构，一处齿顶对应两层短齿，一处槽底对应一层长齿，也可根据具体结构适当调整。
以上即为本发明列举的实施方式，但本发明不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。
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